三、超導(dǎo)電網(wǎng)和智能電網(wǎng)再造美國(guó)能源產(chǎn)業(yè)革命的透視

　　1、今天可以將美國(guó)送達(dá)到世界經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)就是能源產(chǎn)業(yè)

　　目前，能源流動(dòng)至少有四個(gè)流程：開(kāi)采、運(yùn)輸、加工、銷(xiāo)售和使用；電力產(chǎn)業(yè)也包括四個(gè)流程，即：發(fā)電、輸電、供電、用電和服務(wù)，整合這個(gè)集合的過(guò)程就是改造人類(lèi)能源體系的過(guò)程。我認(rèn)為，從發(fā)電而言就是人類(lèi)用技術(shù)將太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑹汀⑻烊粴狻⒑四堋⒚禾俊淠芎蜕镔|(zhì)能等重新整合的問(wèn)題；從輸電而言就是人類(lèi)將用新材料和智能電網(wǎng)改進(jìn)輸電損耗的問(wèn)題，如果美國(guó)電網(wǎng)每年輸電損耗近千億美元，營(yíng)造一個(gè)新電網(wǎng)需要一萬(wàn)億美元，相當(dāng)于用美國(guó)十年的損耗就解決了電網(wǎng)營(yíng)建問(wèn)題，那么美國(guó)肯定就會(huì)選擇營(yíng)建這個(gè)新網(wǎng)絡(luò)；從供電、用電而言就是如何解決分布式能源管理和智能電網(wǎng)管理效益最大化的問(wèn)題。這些問(wèn)題奧巴馬政府解決了，美國(guó)將跨入新的歷史，解決了部分也將為美國(guó)創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)會(huì)，倘若不去解決美國(guó)就必須面對(duì)持久的危機(jī)。

　　我一直強(qiáng)調(diào)說(shuō)，如果說(shuō)IT是上下游產(chǎn)業(yè)鏈巨大的產(chǎn)業(yè)，那么比它產(chǎn)業(yè)鏈還大的產(chǎn)業(yè)就是能源；如果說(shuō)IT產(chǎn)業(yè)昨天曾經(jīng)將美國(guó)送達(dá)全球力量的頂峰，那么今天可以將美國(guó)送達(dá)到世界經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)就是能源產(chǎn)業(yè)；如果說(shuō)美國(guó)要以全球化的手段制造當(dāng)代世界價(jià)值最大化的產(chǎn)業(yè)，可以說(shuō)昨天是IT產(chǎn)業(yè)，今天就是能源產(chǎn)業(yè)，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)是智能能源產(chǎn)業(yè)。肩負(fù)危機(jī)重建的歷史使命，開(kāi)闔美國(guó)百年來(lái)的創(chuàng)造夢(mèng)想，奧巴馬政府能源變革的本質(zhì)注定了是一場(chǎng)跨產(chǎn)業(yè)、跨越式的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境和社會(huì)的總體革命。

　　美國(guó)能源革命的歷史突破口很多，但是需要使用一個(gè)基因或本體將世界能源和商品都聯(lián)結(jié)起來(lái)，希望使用這種天使，抑或魔鬼般的力量運(yùn)轉(zhuǎn)世界，創(chuàng)新出奇跡。每天我們都可能碰到它，但是我們可能不認(rèn)識(shí)它，對(duì)美國(guó)而言，這個(gè)通達(dá)周身經(jīng)絡(luò)的就是統(tǒng)一電網(wǎng)的體系性改造、節(jié)能汽車(chē)和替代性能源的聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)型，替代性能源需要改造美國(guó)電網(wǎng)，統(tǒng)一電網(wǎng)又能夠?yàn)楣?jié)能汽車(chē)提供新動(dòng)力，這是一個(gè)珠聯(lián)璧合的整體，缺一不可。它將使人類(lèi)過(guò)渡到新的物質(zhì)世界，并與金融業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造的虛擬世界相得益彰，定義這個(gè)體系的基因和本體也就成為對(duì)人類(lèi)智慧的深刻挑戰(zhàn)。解決這個(gè)問(wèn)題目前有兩個(gè)途徑，其一就是智能電網(wǎng)，其二就是建立超導(dǎo)電網(wǎng)。

　　2、智能電網(wǎng)再造美國(guó)電網(wǎng)體系的戰(zhàn)略前瞻

　　目前全球大約有15億臺(tái)電表，近20萬(wàn)公里的電纜線路，其潛力開(kāi)發(fā)無(wú)窮。智能電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代和兼容利用，它需要在創(chuàng)建開(kāi)放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎(chǔ)上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和管理。它主要是通過(guò)終端傳感器將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成即時(shí)連接的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實(shí)時(shí)（real-time）、高速（high-speed）、雙向（two-way）的效果，整體性地提高電網(wǎng)的綜合效率。

　　它至少有如下功效，其一智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的智能傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度。

　　其二、它可以利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時(shí)，能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理。

　　其三、智能電網(wǎng)能夠?qū)⑿滦涂商娲茉唇尤腚娋W(wǎng)，比如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿龋瑢?shí)現(xiàn)分布式能源管理。

　　其四、智能電表也可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動(dòng)電力部門(mén)以其終端用戶為基礎(chǔ)，進(jìn)行通信、運(yùn)行寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視信號(hào)，GE更安排了智能電網(wǎng)為終端用戶提供無(wú)線即時(shí)寬帶和視訊服務(wù)的計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)，IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟，智能電網(wǎng)改革將推動(dòng)美國(guó)能源革命的深度裂變。

　　目前美國(guó)科羅拉多州的波爾得（Boulder）已經(jīng)成為了全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市，美國(guó)多個(gè)州已經(jīng)開(kāi)始設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)，GE、IBM、西門(mén)子、Google、Intel等信息產(chǎn)業(yè)龍頭都已經(jīng)投入智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)，其中Google已宣布了一個(gè)與太平洋煤氣和電力公司（Pacific Gas & Electric (PG&E)）的測(cè)試合作。目前美國(guó)大約有1.3億塊電表，倘若包括計(jì)算機(jī)、傳感器和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)型，這項(xiàng)改革將拉動(dòng)超過(guò)萬(wàn)億美元以上的投資，這對(duì)美國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。

　　根據(jù)美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì)，通過(guò)對(duì)美國(guó)電網(wǎng)的智能化改造，預(yù)計(jì)未來(lái)20年內(nèi)可節(jié)省近千億美元的投資。智能電網(wǎng)技術(shù)革新打開(kāi)了電信、電網(wǎng)、電視網(wǎng)等整合的通道，為全球電力、電信產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)、電視媒體等改革提供了獨(dú)特機(jī)遇。

　　但是，布什政府在對(duì)外進(jìn)行反恐戰(zhàn)爭(zhēng)，對(duì)內(nèi)進(jìn)行大宗資源產(chǎn)品的炒作，這就為奧巴馬政府留下了重要的機(jī)會(huì)，奧巴馬政府幾乎只需要選擇是啟動(dòng)智能電網(wǎng)的有利時(shí)機(jī)了。我判斷奧巴馬團(tuán)隊(duì)經(jīng)濟(jì)振興計(jì)劃中，特別提出進(jìn)行大規(guī)模地改造聯(lián)邦政府辦公設(shè)施，提高其節(jié)能水平；大規(guī)模地投資公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；以及在美國(guó)各地推廣普及先進(jìn)的寬帶，這三項(xiàng)計(jì)劃都必然與智能電網(wǎng)相聯(lián)系，推進(jìn)智能電網(wǎng)計(jì)劃應(yīng)該是奧巴馬任內(nèi)的重要改革舉措。

　　但是，與美國(guó)現(xiàn)在危機(jī)重建行動(dòng)相比，奧巴馬團(tuán)隊(duì)可能會(huì)感覺(jué)智能電網(wǎng)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)體量還不夠大，如只停留在對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的技術(shù)改造其整合效益也還不夠高。因此，奧巴馬團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該會(huì)在通過(guò)對(duì)整個(gè)美國(guó)電網(wǎng)的改革計(jì)劃之后，才會(huì)最終確定智能電網(wǎng)的實(shí)施水平和推進(jìn)強(qiáng)度，以求得這個(gè)改革的最大收益，并實(shí)現(xiàn)美國(guó)變革的要求。

　　3、超導(dǎo)電網(wǎng)再造美國(guó)能源體系的戰(zhàn)略透視

　　荷蘭萊頓大學(xué)的卡茂林-昂尼斯教授1911年通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汞冷-268.98°C時(shí)，汞和許多金屬和合金的都具有失去電阻的特性，根據(jù)這種特殊的導(dǎo)電性能，卡茂林將其定義為超導(dǎo)態(tài)，據(jù)此也使卡茂林獲得了1913年諾貝爾獎(jiǎng)。此后，人們開(kāi)始將處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱(chēng)之為超導(dǎo)體。這是我們今天討論超導(dǎo)電網(wǎng)的基礎(chǔ)。

　　超導(dǎo)電纜就是采用高溫超導(dǎo)材料制作的電纜，與傳統(tǒng)電纜相比，它具有輸電過(guò)程中的能量損耗低，輸送容量大，體積小，電磁污染少的四大優(yōu)點(diǎn)，在相同截面下，輸電能力是常規(guī)電纜的３-５倍。我認(rèn)為它是目前人類(lèi)能夠掌控的最具環(huán)保價(jià)值的纜線，也是提高電網(wǎng)安全性、可靠性、基本上杜絕火災(zāi)隱患的擇優(yōu)途徑，建設(shè)具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗輸電能力的超導(dǎo)電網(wǎng)是克服常規(guī)電纜遠(yuǎn)距離輸電時(shí)對(duì)高壓電纜依賴的唯一途徑，是21世紀(jì)人類(lèi)不可能不圓夢(mèng)的電力生產(chǎn)方式，至少是21世紀(jì)前五十年解決一個(gè)國(guó)家或地區(qū)大容量、低損耗輸電的最佳途徑。尤其適應(yīng)中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和歐盟等幅員廣大的區(qū)域，從內(nèi)蒙到上海通過(guò)傳統(tǒng)輸電方式輸電至少需要５００千伏的電壓，但是，通過(guò)超導(dǎo)電纜可使用２２０伏的電壓輸送。因此，將國(guó)家電網(wǎng)革新提升為超導(dǎo)電網(wǎng)，是全球生產(chǎn)力面臨的最偉大的變革之一。

　　世界上超導(dǎo)電力技術(shù)研究的帶頭國(guó)家就是美國(guó)，1999年美國(guó)就開(kāi)始推進(jìn)了世界上最大規(guī)模的SPI（Superconductivity Partnership Initiative）研究計(jì)劃，該計(jì)劃的研究?jī)?nèi)容包括超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)磁懸浮飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)限流器等項(xiàng)目的研究。美國(guó)在"美國(guó)電網(wǎng)2030"規(guī)劃中，也提出了采用超導(dǎo)技術(shù)建設(shè)其骨干電網(wǎng)的建議。美國(guó)的能源法中也率先世界其他國(guó)家肯定了超導(dǎo)電纜電網(wǎng)的作用。

　　1993年美國(guó)能源部即開(kāi)始投入2000萬(wàn)美元，以推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電纜的應(yīng)用化，2001年小布什政府上任初始又向該計(jì)劃增資了3700萬(wàn)美元。小布什總統(tǒng)也是以超導(dǎo)電纜革新美國(guó)電網(wǎng)的支持者，其內(nèi)任美國(guó)多次投巨資開(kāi)展超導(dǎo)電力技術(shù)的革新。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)超導(dǎo)體公司、底特律愛(ài)迪生電力公司和意大利皮熱里電纜系統(tǒng)公司通力合作，2001年5月終于實(shí)現(xiàn)了在底特律福瑞斯比變電站地下鋪設(shè)長(zhǎng)360多米的超導(dǎo)電纜，這是世界上第一條實(shí)用的超導(dǎo)輸電線路。當(dāng)時(shí)令世界震撼的是這個(gè)線路使用了含有鉍、鍶、鈣、銅的氧化物超導(dǎo)陶瓷制造的123公斤重的超導(dǎo)導(dǎo)線取代了原有的9條8100公斤電纜中的的銅導(dǎo)線。

　　那個(gè)時(shí)侯美國(guó)超導(dǎo)體公司銷(xiāo)售的超導(dǎo)導(dǎo)線每米價(jià)格為200美元，彼時(shí)銅導(dǎo)線每米價(jià)格僅為25美元，超導(dǎo)纜線的價(jià)格高過(guò)銅導(dǎo)線，很難推廣。但是，隨后日本著名電纜企業(yè)古河電工等機(jī)構(gòu)很快開(kāi)發(fā)出了超過(guò)銅質(zhì)電纜輸電能力100倍的高溫超導(dǎo)電纜，這個(gè)超導(dǎo)材料不在以銀為主要原材料，降低了成本，新材料當(dāng)時(shí)每米成本只有5日元，成本與銅質(zhì)電纜已經(jīng)相差無(wú)幾。目前古河電氣正聯(lián)合住友電氣在美國(guó)和橫濱市進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。美國(guó)超導(dǎo)體公司最新開(kāi)發(fā)的超導(dǎo)纜線的成本，若大規(guī)模地使用目前也可以降低到銅導(dǎo)線之下了。